Составной робот из простых "клеток": аналог живого организма

28.03.2019 12:07

Исследователи из Массачусетского технологического института, Колумбийского университета и ряда других разработали занятную систему, немного напоминающую низшие многоклеточные животные. Собранная ими конструкция не имеет какого-то центрального управляющего устройства, но может двигаться и обходить преграды.

Учёные изготовили несколько десятков одинаковых "клеток" - небольших роботов, способных изменять свой размер, расширяясь и сжимаясь. Соединение между ними обеспечивается встроенными в обод магнитами. Чередуя сжатия и расширения модули могут толкать друг друга в нужную сторону.

Каждый модуль имеет цилиндрическое основание с батареей, небольшим двигателем, датчик, который определяет освещенность, микроконтроллер и устройство связи, которое принимает сигналы соседей и отправляет свои им. Сверху установлена детская игрушка, которая называется "кольцо Хобермана", изобретатель которой является одним из соавторов исследования. Она состоит из маленьких панелей, соединенных в круг, радиус которого можно увеличить или уменьшить.

Датчики света измеряют его яркость, после чего модули "обмениваются впечатлениями" и присваивают друг другу коды от 10 до 1, в зависимости от того, кто расположен ближе к источнику света. Они расширяются первыми, чуть отодвигаясь от соседей - весь "организм" массивнее, поэтому остается на месте. Затем расширяется следующий ряд и т. д. В результате система, не имеющая централизованного управления, целеустремленно движется к лампочке, обходя встретившиеся на пути препоны.

Очевидно, что, если поставить другие датчики, модульного робота можно заставить двигаться в сторону источника звука, повышенной температуры, солености и т. п. Если усложнить управляющую программу, то можно реализовать более сложные варианты "поведения". При этом система остается такой же нечувствительной к потере отдельных модулей.

Авторы реализовали простую схему с участием двадцати одинаковых модулей. Этого достаточно, чтобы проверить принципиальную работоспособность конструкции. Компьютерное моделирование систем большего масштаба, порядка 10 тысяч "клеток", показывает, что при неисправности 20% из них движение в нужную сторону продолжается, но его скорость снижается вдвое.

www.popmech.ru

Продукты

Последний вышедший номер

Читайте в номере:

Анализ соответствия человеко-машинного интерфейса автоматизированных рабочих мест персонала блочного пункта управления Ленинградской АЭС-2 современным подходам по проектированию

Многоуровневая оперативная оптимизация технологического режима установок подготовки нефти

Система мониторинга и прогнозирования скорости роста коррозионных повреждений резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов

Применение сетевых моделей в социальных, технических и биологических системах. I. Модели представления знаний

Готовится к печати

Читайте в номере:

Усовершенствованное управление технологическими процессами: зарождение и развитие, состояние и прогноз рынка, российская составляющая, тренды, проблемы импортозамещения

Обнаружение дефектов металлопроката с помощью модифицированной на основе физически-информированного градиентного анализа функции потерь YOLOv8

Методическое обеспечение САПР технологической оснастки в КОМПАС-3D

Функциональная безопасность и кибербезопасность систем противоаварийной автоматической защиты в составе АСУТП технологических процессов нефтепереработки

Адрес редакции: 117997, Москва, Профсоюзная ул., д. 65, оф. 360
Телефон: (926) 212-60-97.
E-mail: info@avtprom.ru или avtprom@ipu.ru

Сайт «Автоматизация в промышленности» предназначен для специалистов по промышленной автоматизации: главных инженеров, главных энергетиков, главных механиков, главных метрологов, инженеров служб АСУ ТП, АСУТП, КИПиА, КИП и А, отделов метрологии, отделов автоматизации, отделов главного инженера, специалистов инжиниринговых и внедренческих фирм, менеджеров фирм системных интеграторов, преподавателей вузов, научных работников, сотрудников научно-исследовательских институтов, студентов и аспирантов.

Сайт «Автоматизация в промышленности» неразрывно связан с одноименным журналом, в котором публикуются концептуальные, научно-практические и внедренческие статьи, посвященные промышленным автоматизированным системам, системам управления бизнес-процессов, программному и алгоритмическому обеспечению, техническим средствам автоматизации, вопросам сертификации, описанию промышленных стандартов, а также обзоры зарубежной прессы.

В каждом номере проводится обсуждение актуальных тем по проблемам создания и применения следующего инструментария: интегрированные АСУ, MES, АСУ П, АСУ ТП, SCADA, АСКУЭ, EAM, ТОИР, ERP, LIMS, ЛИУС, распределенные системы управления, РСУ, система управления качеством выпускаемой продукции, промышленные тренажеры, современные методы и алгоритмы управления и моделирования, коммуникационные средства, GSM–связь, РС-совместимые контроллеры, ПК, человеко-машинный интерфейс, встраиваемые системы, Web-технологии, HTML-технологии, числовое программное управление, ЧПУ, виртуальные приборы, виртуальное измерение, беспроводная связь, имитационное моделирование, Ethernet, Internet-технологии, Industry 4.0, Интернет вещей, промышленный Интернет вещей, IIoT, IoT, Четвертая промышленная революция, навигационные системы, роботы, датчики, сенсоры, диагностика клапанов, водоподготовка, экологические системы, производственная безопасность, идентификация, RFID-технологии, машинное зрение, промышленные сети, средства промышленного монтажа, корпуса и конструктивные решения, пневмоавтоматика, ПЛК, программируемые логические контроллеры, интеллектуальные датчики, сервосистемы, системы поддержки принятия решений и т.д.

Вниманию читателей предлагаются подборки по автоматизации следующих отраслей промышленности и народного хозяйства: металлургия, нефтегазовая отрасль, химическая промышленность, транспорт, сельское хозяйство, комбикормовая и перерабатывающая промышленность, автомобилестроение, энергетика, электроэнергетика, жилищно-коммунальное хозяйство, интеллектуальное здание, умный дом, непрерывное производство (рецептурное), дискретное производство, пищевая промышленность и др.